唐鋼煉鐵廠北區(qū)鍋爐車間1號(hào)鍋爐是隨1號(hào)高爐配套建成投產(chǎn)的煤粉煤氣混燒鍋爐，其型號(hào)為HG -75/3. 82 - MQ10。該鍋爐的主要作用是產(chǎn)生蒸汽帶動(dòng)汽輪鼓風(fēng)機(jī)組給1號(hào)高爐供風(fēng)。近年來(lái)隨著鋼鐵工業(yè)的發(fā)展以及國(guó)家節(jié)能減排的要求，唐鋼高爐煤氣的綜合利用越來(lái)越受到重視。1號(hào)鍋爐原設(shè)計(jì)60%煤粉和40%煤氣的燃料配比，之后逐漸減少煤粉用量多燒煤氣，到2006年實(shí)現(xiàn)了全燒高爐煤氣，只在點(diǎn)停爐及低負(fù)荷時(shí)使用焦?fàn)t煤氣作穩(wěn)燃燃料。從此結(jié)束了鍋爐動(dòng)力煤的消耗，并回收利用了大量的副產(chǎn)煤氣，為鋼鐵廠的余能回收做出了貢獻(xiàn)。
1、存在的問(wèn)題
煤氣煤粉混燒鍋爐改為全燃高爐煤氣后，也產(chǎn)生了一些問(wèn)題，其中主要問(wèn)題有以下幾點(diǎn)：
(1)鍋爐負(fù)荷明顯降低，原設(shè)計(jì)75t/h鍋爐全燒煤氣后鍋爐出力最大僅能達(dá)到55t/h，而正常運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定負(fù)荷僅能維持在50t/h左右。主要原因是煤氣投入量不足，原設(shè)計(jì)各角煤氣支管只有500mm，燃燒器區(qū)域管道只有250mm，由于管道的限制使投入鍋爐內(nèi)的最大煤氣量只有6萬(wàn)m3，嚴(yán)重限制了鍋爐的帶負(fù)荷能力。
(2)由于高爐煤氣中含可燃成分較少（成分見(jiàn)表1），熱值低，只有2904U/m3，而不可燃?xì)怏w占很大比例，所以高爐煤氣的理論燃燒溫度低，燃燒后的煙氣量大，另由于爐內(nèi)積灰和爐本體漏風(fēng)等問(wèn)題，使兩臺(tái)引風(fēng)機(jī)的出力不夠，在高負(fù)荷時(shí)不能很好地維持爐內(nèi)負(fù)壓。
(3)排煙溫度過(guò)高到達(dá)230℃，在鍋爐的效率計(jì)算中，排煙熱損失是鍋爐熱損失中最大的一項(xiàng)。排煙溫度的升高大大降低了鍋爐熱效率，并且為了保護(hù)引風(fēng)機(jī)，只能在引風(fēng)機(jī)入口前對(duì)煙氣進(jìn)行噴水降溫，既增加了風(fēng)煙系統(tǒng)的阻力，又浪費(fèi)了大量的水資源。
(4)煤粉煤氣混燒鍋爐改全燒煤氣后，由于高爐煤氣燃燒溫度低，燃燒產(chǎn)物的輻射能力降低，水冷壁吸收輻射熱的份額降低，導(dǎo)致?tīng)t膛出口煙溫升高，所以過(guò)熱蒸汽溫度存在超溫問(wèn)題，只能依靠增加減溫水用量來(lái)調(diào)節(jié)過(guò)熱蒸汽溫度。而減溫水管道的粗細(xì)直接決定了減溫水的投入量，原煤粉煤氣混燒爐減溫水管道設(shè)計(jì)較細(xì)，使過(guò)熱器時(shí)有超溫現(xiàn)象。
針對(duì)上述問(wèn)題，決定對(duì)鍋爐進(jìn)行改造，消除缺陷，提高鍋爐利用率。
2、改造方案的實(shí)施
(1)水冷壁部分：1號(hào)鍋爐原設(shè)計(jì)為光管水冷壁，此次改造將7m以下水冷壁全部改為膜式水冷壁，水冷壁下聯(lián)箱標(biāo)高下移，向下拉長(zhǎng)水冷壁，將原燃燒器區(qū)域衛(wèi)燃帶去除，增加了爐內(nèi)蒸發(fā)受熱面，增加爐膛的輻射吸熱量，使水冷壁的產(chǎn)汽量增加，并且降低了爐膛出口煙溫，有助于減輕過(guò)熱器的超溫問(wèn)題。
(2)省煤器部分：1號(hào)鍋爐運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，兩級(jí)省煤器管內(nèi)結(jié)垢以及管外壁積灰嚴(yán)重。由于灰垢的導(dǎo)熱系數(shù)是鋼的幾十分之一，所以受熱面積灰，嚴(yán)重影響煙氣的換熱能力，降低鍋爐熱效率。管外壁積灰使煙氣流通面積減小，阻力損失增大，引風(fēng)機(jī)電耗增加。改造將兩級(jí)省煤器全部換成新管，并將二級(jí)省煤器換為螺旋翅片省煤器，增加了二級(jí)省煤器的吸熱面積，將省煤器的沸騰率由原設(shè)計(jì)的13%提高到了20%，既提高了產(chǎn)汽量又降低了排煙溫度。
(3)高煤管道及燃燒器部分：將原有高煤管道拆除并重新鋪設(shè)加粗的管道。將四角各高煤支管由原直徑∮500增加至∮1000，原四層高煤燃燒器改為兩層，并將標(biāo)高下移至5.5m和4m位置。燃燒器標(biāo)高的下移改變了爐內(nèi)的燃燒狀況和爐膛整體溫度水平，使火焰中心下移，相對(duì)增加爐膛內(nèi)的輻射受熱面的面積，使蒸發(fā)量增加，爐膛出口煙溫降低。
(4)爐內(nèi)設(shè)置蓄熱穩(wěn)燃器：為了使高爐煤氣能夠更穩(wěn)定的燃燒，爐內(nèi)設(shè)置了蓄熱穩(wěn)燃器。穩(wěn)燃器由耐火磚砌筑而成，其高度比上層燃燒器高出1m，直徑和爐內(nèi)火焰切圓相同，厚度約40cm。在正常運(yùn)行時(shí)，高煤火焰烘烤穩(wěn)燃器，使之達(dá)到1000℃的高溫，高溫的穩(wěn)燃器對(duì)高煤有引燃作用，使之快速著火。并且紅熱的穩(wěn)燃器對(duì)水冷壁有輻射作用，增加水冷壁的輻射熱。在低負(fù)荷時(shí)，穩(wěn)燃器積蓄的熱量又能夠保持高煤的穩(wěn)定燃燒。
3、運(yùn)行評(píng)價(jià)
(1)改造前后參數(shù)對(duì)比
通過(guò)對(duì)1號(hào)鍋爐改造前后參數(shù)(表2)的對(duì)比數(shù)據(jù)整理分析，可以看出有效地解決了煤氣煤粉混燒鍋爐全燒高爐煤氣后負(fù)荷不足，排煙溫度過(guò)高等問(wèn)題，使鍋爐運(yùn)行進(jìn)入良性循環(huán)階段。
(2)節(jié)約價(jià)值計(jì)算
每小時(shí)增加蒸汽：70 - 55 =15t/h。每年增加蒸汽：15×24×360 =129600t。按每噸蒸汽產(chǎn)200kWh電計(jì)算，每年可多發(fā)電129600×200=25920000kWh= 25. 92CWh。按電費(fèi)0,5元/kWh計(jì)算，每年可創(chuàng)效益25920000×o．5=129.6萬(wàn)元。
4、結(jié)語(yǔ)
經(jīng)過(guò)此次改造，在保證l號(hào)鍋爐運(yùn)行參數(shù)穩(wěn)定的情況下，提高了帶負(fù)荷的能力，產(chǎn)汽量增加能夠多發(fā)電為廠創(chuàng)造效益。自改造后運(yùn)行以來(lái)，沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)大的檢修項(xiàng)目，鍋爐運(yùn)行穩(wěn)定，節(jié)省了人力和物力。
